DE37864C - Hydraulische Hebevorrichtung mit schwingendem Zwischenhebel und selbstthätiger Regulirung des Druckwasserverbrauchs - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

des Druckwasserverbrauchs.

Die bisher bekannten hydraulischen Hebevorrichtungen verbrauchen das Druckwasser, also die Kraft proportional der Hubhöhe, aber nicht proportional der Arbeitsleistung, also ohne Rücksicht auf die Last, die sie heben. Beim Absetzen oder Niederlassen von Lasten arbeiten diese Vorrichtungen noch unvortheilhafter, weil sie das Druckwasserquantum, welches für den Hub nöthig wäre, verbrauchen als Bremsmittel beim Sinken der Last.

Die vorliegende Erfindung soll den Wasserverbrauch nahezu seiner Arbeitsleistung proportional einrichten mit einem minimalen Mehrverbrauch für Steuerung des Apparates oder Einschaltung der zur Arbeit erforderlichen Vorrichtungen.

Die Maschine besteht im wesentlichen aus einem Arbeitscylinder A, Fig. 1 bis 3, einem Steuercylinder B, Fig. 1 bis 4, und einem Hebel C, Fig. 1 und 2. Der Hebel hat seinen Stütz- und Drehpunkt bei D, Fig. 1 und 2. Am anderen, oberen Ende trögt er eine Flasche F, Fig. 1 und 2, eines Flaschenzuges, mit welcher die Hubkette gekürzt und verlängert wird.

Der Arbeitscylinder A, Fig. 1 bis 3, ist mit diesem Hebel derartig gekuppelt, dafs der Kolben die Schwingung des Hebels bewirkt. Der Angriffspunkt G des Kolbenzuges am Hebel, Fig. 1, 2, 6 und 7, ist verstellbar. Der Arbeitscylinder A ist in zwei Drehzapfen H und /,Fig. 3, aufgehängt, und die Kupplung von Kolben und Hebel hängt in einem Kettenzug, der über die Rollen K, Fig. 2 und 7, L, Fig. ι und 6, M und N, Fig. 3 und 4, geführt ist. Letzterer kann den Angriffsort des Kupplungskopfes verstellen, und wird dies vom Steuercylinder B, Fig. 3 und 4, bewirkt, der durch zwei kleine Flaschenzugverbindungen bei M und N, Fig. 3 und 7, mit dem Kettenzug den Kupplungskopf zu steigen oder zu fallen zwingt.

Der Grundrifs in Fig. 18 zeigt die Anordnung des Steuercylinders, dessen Längsschnitt in Fig. 9 und dessen Steuerung in Fig. 8, 16 und 17 dargestellt ist.

Der Steuercylinder hat einen Kolben mit durchgehender Kolbenstange. Die Kolbenstange hat an beiden Enden Flaschen t und u, deren Gegenflaschen ν und n> am Fundament befestigt sind. Je nachdem der Kolben nach rechts oder nach links gedrückt ist, ist die Flasche am einen Ende geöffnet, am anderen geschlossen.

Beide Flaschenzüge durchlaufen gleiche Wege, der eine verliert so viel Kette, als der andere aufnimmt; dadurch bleibt die in sich geschlossene Kette der beiden Flaschenzüge in allen Stellungen des Kolbens stets gespannt. Diese Kette ist über die Rollen M und N in die Drehachse des Hebels C durch den hohlen Zapfen geleitet, sodann (s. Aufrifs) über die

beiden Rollen L in die Längsachse des Hebels C und im höchsten Punkt des Hebels bei K die Verbindung der aufsen am Hebel und in demselben geführten Kette hergestellt. Dieser Kettenzug ist somit ganz nach den bei. hydraulischen Maschinen vielfach gebräuchlichen Kettenzügen angeordnet, einmal derartig, dafs er in jeder Hebelstellung wirken kann, weil er durch den Drehpunkt des Hebels in denselben eintritt, und das andere Mal, dafs ein kurzer Hin- und Hergang des Kolbens im Steuercylinder -B einen gröfseren Weg des am Kettenzug befestigten Kreuzkopfes nach oben oder unten bewirkt. Die Arretirung des Kolbens im Steuercylinder bewirkt zugleich eine Arretirung des Kreuzkopfes im Hebel.

. Weil "nun auch der Kreuzkopf gehoben werden soll, wenn der Hebel geneigt liegt und sich der Hebel dabei nicht verschieben darf, so .ist um den Drehzapfen des Hebels C, Fig. 20, ein Bremsband gelegt, welches gespannt wird, wenn der Kolben r, Fig. 20 und 21, Druck erhält; dieses wird durch Oeffnen des Hahnes s, Fig. 9, erreicht. Sobald Druckwasser in die Kammer P, Fig. 9, eintritt, wird der Kreuzkopf gehoben, während das Bremsband beim Oeffnen des Hahnes s angezogen und der Hebel C in seiner Stellung festgehalten wird.

Mit der Verlegung des Angriffspunktes der Kolbenstange am Hebel wird das Hebelverhältnifs zwischen Hubkraft und Last, welch letztere bei F, Fig. 1 und 2, am Scheitel des Hebels angreift, verändert. Je nach der Stellung des Kupplungskopfes kann also mit geringem oder grofsem Kolbenhub die am Ende des Hebels hängende Last ganz . oder theilweise gehoben werden und danach der für das Heben erforderliche Wasserverbrauch auf ein Minimum regulirt werden. Der Kupplungskopf G, Fig. ι und 6, ist wie ein gewöhnlicher Kreuzkopf ausgebildet und in den E-förmigen Wänden des Hebels, Fig. 3, mit zwei Rollen ο und 0 geführt, deren Durchmesser um" ein Geringes kleiner ist als die lichte Höhe der C-Eisen, damit sich die rollende Bewegung aufwärts und abwärts unbehindert an der hinteren sowohl wie an der vorderen Wand vollziehen kann. Der Hebel C, Fig. ι, ist kreisförmig um die Drehachse HJ des Cylinders A gebogen, so dafs in der Anfangsstellung", Fig. ι, der Kupplungskopf die ganze Bahn im Hebel durchlaufen kann, ohne eine Verschiebung des Kolbens im Arbeitscylinder A zu bewirken.

Der Steuerungscylinder ist in Fig. 9 im Längsschnitt mit Fortlassung des Kolbens gezeigt. An den beiden Enden des Cylinders münden die Speiseleitungen P und Q.. Durch eine Leitung R wird das gebrauchte Wasser abgeführt. Diese drei Leitungen münden auf der Mitte der Cylinderlänge in die Steuerungskammer. Die Steuerung geschieht durch einen Hahn (S, Fig. 8), welcher mit dem Hebelwerk E, Fig. 2, 3 und 4, verbunden ist. Je nachdem der Hebel nach vorn, nach hinten oder in die Mittelstellung gelegt wird, tritt der Hahn in die Stellung von Fig. 8, Fig. 16 oder Fig. 17 und verbindet die Vorderkammer oder Hinterkammer mit der Druckleitung T, während die andere Kammer mit der Abflufsleitung verbunden ist. In der Mittelstellung des Hahnes, Fig. 16, sind alle Kanäle gesperrt und der Kolben ist in seiner Stellung arretirt.

Zur Steuerung von Hand dient der Hebel U, Fig. i, welcher auf die Lenkerstange V wirkt. Dieser Hebel ist in Fig. 14 und 15 dargestellt. Die Stellungen WX und Y, Fig. 15, entsprechen der Hahnstellung, Fig. 8, 16 und 17, oder Steigen, Stillstand, Fallen des Kopfes. Die gewöhnlichen Lagen des Hebels sind die in W und in X. Soll der Hebel in die Stellung Y, so wird durch den Handgriff der Stift Z gehoben, der die Rückwärtsbewegung verhindert.

An der- Kolbenstange sitzt ein Mitnehmer a in Bügelform, der bei allen Cylinderlagen auf das Hebelwerk wirken kann. Dieser Bügel stöfst gegen einen Knaggen, der in Fig. 4 und 13 gezeigt ist, und nimmt das Hebelwerk bis in die Stellung X, Fig. .15, mit. In dieser Lage widersetzt sich der Handhebel, weiter zu folgen, und die Mitnehmerstange federt aus mit geringer Durchbiegung bei b.

Machen Kolben und Bügel α den. Weg zurück, so drückt der Bügel den Knaggen b aus dem Weg und passirt die Stelle, ohne eine Verstellung des Haupthebels zu bewirken, welch letzterer nur von Hand in die äufsersten Lagen W und Y, Fig. 15, gebracht werden kann. Ohne ein persönliches Eingreifen wird also keine Kammer des Steuercylinders geöffnet, und sind die Bewegungen des Kupplungskopfes gesperrt. Die Steuerung für den Kolben im Arbeitscylinder liegt in dem Ventilkasten, Fig. 10.

Die Kanäle zur Vorderkammer und Hinterkammer des Arbeitscylinders f und g, Fig. 5, münden in den Drehzapfen J, mit dessen Stirnfläche ein Ansatzrohr des Ventilkastens in Flantschdichtung gebracht ist. Das Ansatzrohr des Ventilkastens hat zwei Löcher, welche durch zwei in der Stinifläche des Cylinderdrehzapfens J angeordnete Schlitze (kl, Fig. 12) mit den Kanälen/und g in Verbindung stehen, so dafs in allen Stellungen des Arbeitscylinders Verbindung zwischen diesem und dem Steuerungskasten vorhanden ist. Im Arbeitscylinder soll im folgenden die Arbeits-

kammer k¹ und die Reservekammer Z¹ unterschieden werden, wobei erstere durch die Oeffnung h, Fig. ι o,. letztere durch die Oeffnung z, Fig. ίο, bedient wird.

Beide Kammern sollen stets mit Wasser gefüllt sein, müssen also zugleich geöffnet werden. Dies geschieht durch den Hebel m, der in die Lage η gebracht wird und dadurch die Ventile ο und jp öffnet, so dafs nach, der Kammer k¹, Fig. 5, Druckwasser zufliefst und aus der Kammer Z¹, Fig. 5, Reservewasser abfliefst. Hebt man dagegen den Hebel in die Lage q, so bleiben dadurch die Ventile ο und ρ unbeeinflufst, es wird indessen durch das Ventil r die Verbindung zwischen den Kammern k¹ und Z¹ hergestellt, wodurch sich der Druck auf beiden Seiten des Kolbens ausgleicht.

Zur Erklärung des Arbeitsganges sollen die Aufgaben wie folgt besprochen werden:

1. die Maschine hebt eine Last von unbekannter Gröfse;

2. die leere Kette läuft wieder hinunter;

3. die Maschine hebt eine Last von bekannter Gröfse; .

4. die Kette kommt leer herauf und setzt vom Boden eine Last hinunter ab.

Es sei bemerkt, dafs beide Cylinder beständig während der Arbeit vor und hinter dem Kolben mit Wasser gefüllt sein sollen, was dadurch erreicht wird, dafs ihre Ausflufsleitungen über dem Scheitel der Cylinder liegen.

1. Die Maschine soll eine Last von unbekannter Gröfse heben:

Der Apparat befindet sich in der Lage Fig. ι, der Arbeitscylinder liegt horizontal, das Ventil (0, Fig. 10) für Speisung der Arbeitskammer wird geöffnet, desgleichen am Steuercylinder B die Leitung P, Fig. 8 und 9, zum Heben des Kreuzkopfes .G.

Wegen Ueberlast am Hebel versagt der Arbeitscylinder. seine Wirkung. Durch den Steuercylinder wird der Kopf gehoben, bis ein Hebelverhältnifs eintritt, bei welchem der Arbeitscylinder das Uebergewicht der Wirkung erlangt.

Der Kolben kommt in Bewegung und zieht den Hebel mit. Sobald die nöthige Geschwindigkeit für den Hub der Last erreicht ist, stöfst der an der Kolbenstange befestigte Bügel («, Fig. 1) durch das Hebelwerk E die Speiseöffnung für den Steuercylinder zu und der Angriffspunkt der Hubkraft am Hebel ist festgelegt. Die Hebung der Last wird somit durch eine entsprechende Arbeitsleistung verrichtet.

2. Die leere Kette soll wieder hinuntergelassen werden:

Der Hebel am Ventilkasten des Arbeiscylinders wird gehoben (in die Lage q, Fig. 10) und dadurch die Kammer vor und hinter dem Arbeitskolben verbunden. Das Kettengewicht geht nieder und drückt das Wasser aus der vorderen in die hintere Kammer.

3. Eine Last von bekannter Gröfse soll gehoben werden:

Nachdem beim ersten Hub die Maschine für eine bestimmte Last justirt worden ist, kann sie, ohne den Steuercylinder wieder in Thätigkeit zu setzen, für gleiche Lasten weiter arbeiten.

Eine Veränderung der Angriffspunkte tritt nur ein, wenn Lasten von unbekanntem Gewicht gehoben werden sollen.

4. Die Kette kommt leer hinauf und setzt vom Boden eine Last hinunter ab:

An den Steuercylinder B, Fig. 9, und zwar an die Kammer P, welche den Hub des Kopfes besorgt, ist ein kleiner Bremscylinder r¹ angeschlossen und die Verbindung der Räume nur durch einen Hahn 5 getrennt. Der Bremscylinder wirkt arretirend auf die Achse des Hebels durch ein Bremsband, Fig. 20. Beim Absetzen wird der Hahn (s, Fig. 9) geöffnet und die Bremswirkung ermöglicht. Hierfür ist die Maschine wieder in der Stellung Fig. 1.

Diese Lage ist ausreichend, um durch Druck auf den Arbeitskolben die leere Kette zu heben. Ist diese in erforderlicher Höhe angekommen, so wird der Druck zum Arbeitscylinder abgestellt und. die Kammer zum Heben im Steuercylinder geöffnet. Dadurch tritt zugleich Arretirung des Hebels in seiner Stellung ein. Durch Heben des Kreuzkopfes G wird der Kolben im Arbeitscylinder rückwärts gedrängt. Das Verbindungsventil r der beiden Arbeitskammern, Fig. ι ο, öffnet sich infolge dessen selbsttätig, und das hinter dem Kolben befindliche Wasser tritt vor den Kolben. Diese Bewegung vollzieht sich bis nahe" an die höchste Stellung des Kupplungskopfes, dort wird der Steuercylinder abgestellt. Inzwischen ist die abzusetzende Last an der Kette befestigt. Nun wird Druck auf die vordere Kammer des Arbeitscylinders gegeben und dadurch die Last um ein Geringes gehoben, so dafs sie schwebt; sodann wird die Druckleitung abgesperrt und die Verbindung der Kammern im Arbeitscylinder wieder hergestellt. durch Oeffnen des Ventils r und Legen des Hebels nach q, so dafs die Last sinken kann, indem sie das Wasser in der Kammer vor dem Kolben wieder in die Kammer' hinter dem Kolben drückt.

Gleichzeitig hat man den Steuercylinder geöffnet, so dafs der Kreuzkopf in die tiefste Stellung zurückkehrt.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Eine hydraulische Hebevorrichtung,' bestehend aus einem oscillirenden Arbeitscylinder A, bei

   welchem das freie Ende G der Kolbenstange, statt direct eine. Flasche des den Hub vergröfsernden Flaschenzuges zu tragen, an einen zwischengeschalteten schwingenden Hebel C angreift, und zwar derart, dafs der Angriffspunkt der Kraft auf diesem Hebel mittelst einer geeigneten Hebevorrichtung (im vorliegenden Falle durch einen zweiten kleinen hydraulischen Arbeitscylinder B, der das Heben mittelst Kettenzuges besorgt) beliebig verschoben und dadurch ihr Hebelarm variirt werden kann, wodurch es möglich ist, den Hub des Arbeitskoibens und damit auch das für diesen Hub. verbrauchte Wasserquantum der Gröfse der zu hebenden Last proportional zu gestalten und beim Senken einer Last das im Arbeitscylinder befindliche, bereits zum Heben benutzte Wasser als Bremsmittel zu verwenden.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.